JPH03211485A - 距離測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は距離測定装置に関し、特に海底等の深度を計測
するのに用いられるデジタル測深機に好適な距離測定装
置に関するものである。

〔従来技術〕

従来この種の分野の技術としては、特開昭５６−２２９
０７号公報に開示された超音波による距離測定装置があ
った。

第３図は上記距離測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図中、３１はパルスオシレータ、３２はパルス変調
器、３３は送波器、３４は受波器、３５は増幅器、３６
はレベル検出器、３７は計数器、３８はメモリー　３９
．５３は比較器、４６．５２はバッファメモリー　４１
はゲート、４７．５０は平均回路、４９．５１は減算回
路である。前記平均回路４７．５０は、例えばシフトレ
ジスタ、加算回路、除算回路で構成される。

上記構成の距離測定装置において、パルスオシレータ３
１で送信タイミングを作り、パルス変調器３２で送信の
周波数に変調し送波器３３で超音波信号に変換し、これ
を水中に送出する。超音波信号は水中を距離りだけ伝搬
し、海底４０で反射され受波器３４で受波され再び電気
信号に変換される。この電気信号は増幅器３５によって
一定しベル迄増幅され、レベル検出器３６に加えられ、
受信レベルが一定レベル以上に達すると受信信号パルス
４３を送出する。

平均回路４７には過去に測定した時の距離データが入っ
ており、その複数データの移動平均を求めるようになっ
ている。減算回路４９は平均回路４７の平均出力（平均
値）４８から一定の値に１を減算する。この結果はバッ
ファメモリー４６に記憶きれ次回の測定に備える。

一方計数器３７はスタートパルス４２の入力によって計
数を開始し、この出力は比較器３９に送られるが、比較
器３９はバッファメモリー４６に収容されている距離の
値に一致する迄比較出力を発生せず、これ以前に受信信
号パルス４３の入力があってもゲート４１は禁止する。

計数器３７の内容がバッファメモリー４６の内容以上の
距離ニなると比較器３９は比較出力４４を送出し、これ
以後の受信信号パルス４３はゲート４１を通りメモリー
ハルス４５としてメモリー３８に加エラれ、メモリー３
８はその時点の計数器３７の内容を記憶する。このデー
タは平均回路４７に送られ次回の測定に備える。

同様に平均回路５０、減算回路５１、バッファメモリー
５２及び比較器５３は動作する。なお、５４は比較器５
３の比較出力である。

平均回路４７は比較的少数データの平均化を行ない測定
値に対して速い時定数で追随するようになっており、平
均回路５０は比較的多数のデータの平均化を行ない測定
値に対して遅い時定数で追随するようになっている。ま
た、上記減算の定数は常にＫｌ＜Ｋ２とし、通常禁止ゲ
ートは平均回路５０によって生じる側が時間的に早く動
作するように設定する。これにより時間的にランダムな
雑音を除去し得る。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来構成の距離測定装置は、超音波を用いて水中等
の距離測定を行なう場合、変化する測定値に対応して雑
音除去のための禁止ゲートを自動的に設定できるという
作用効果を奏するが、第３図に示す如くハードウェアの
構成が大きくなるという欠点を有している。

本発明は上述の点に鑑みてなきれたもので、上記従来の
ハードウェア構成が大きいこと、即ち装置構成部品の増
大という欠点を除去し、マイクロコンピュータを利用す
ることによりハードウェア構成が小きくて済む距離測定
装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

し、該超音波波信の反射信号を送波器で”受波し、送信
から受信迄の時間により、超音波波信号を反射させた物
体までの距離を計測する距離測定装置において、制御部
にマイクロコンピュータを用い、該マイクロコンピュー
タに前回受信した受信時間の前後に定めた所定の時間巾
にだけ受信割込みを許可する手段を設け、該受信割込が
許可された時間内に受信きれた受信信号により、距離を
計測することを特徴とする。

〔作用〕

上記のように制御部にマイクロコンピュータを用い、ソ
フト的に前回受信した受信時間の前後に定めた所定の時
間巾にだけ受信割込みを許可し、該受信割込が許可され
た時間内に受信された受信信号により、その送信から受
信迄の時間より距離を計測するので、不要な信号により
誤計測が防止できると同時に、誤計測が防止のためのハ
ードの回路構成が極めて簡単となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の距離測定装置を海底の深度を測定する
測深機に用いた例を示すブロック図である。同図におい
て、１は送受波器、２は水中、３は海底、４は送受切替
器、５は増幅器、６はレベル検出器、７は送信器、８は
マイクロコンビュー夕、９はタイマー　１０はＲＡＭ（
書込み読出しメモリ）、１１はＲＯＭ（読出し専用メモ
リ）、１２は表示器である。上記構成の測深機の動作を
以下に説明する。

ＲＯＭＩＩにはマイクロコンピュータ８を動作させるプ
ログラムが格納されている。プログラムが読込まれて、
マイクロコンピュータ８は命令を実行する。

まず、送信器７に対して送信指令を送る。送信器７は送
信指令を受は取ると、そのパルス巾の間だけ定められた
周波数のバースト波を送受切替器４に送り出す。このバ
ースト波は送受切替器４を経て、送受波器１に加えられ
る。

送受波器１は上記バースト波電気信号を超音波信号に変
換して水中２に送出する。この超音波信号は海底３で反
射され送受波器１で受波され、再び電気信号に変換され
る。この変換された電気信号は送受切替器４を経て、増
幅器５に加えられて一定しベル迄増幅される。さらにレ
ベル検出器６で一定レベル以上の受波があると、マイク
ロコンピュータ８にパルス波を送出する。このパルス波
はマイクロコンピュータ８の割込みラインに入力され、
受波が一定レベル以上で受信きれたことをマイクロコン
ピュータ８に通知する。

一方、タイマー９は、一定時間毎に割込みラインを用い
てマイクロコンピュータ８に時間を通知する。これによ
り、マイクロコンピュータ８は送信時点からレベル検出
器６の出力が割込む迄の時間を計測することができる。

この時間をｔ（ｓｅＣ）とすると深度Ｄ（ｍ）は、 Ｄ＝１／２ｃｔ で求められる。ここでＣは超音波信号が水中を伝搬する
速度である。

一方、マイクロコンピュータ８の内部では以下に詳細に
示すゲートのソウトウエアにより海底からの反射信号以
外不要な信号を除去する処理を行なう。

第２図は上記ゲートの動作を説明するための波形図であ
る。同図において、Ａは増幅器５の出力レベルを示して
いる。一定レベル以上の増幅器５の出力が時間Ｔ、で入
力きれると、時間Ｔ＋に割込みが入りマイクロコンピュ
ータ８が時間Ｔ１を得たとする。

次回の測定ではソフト的に前回の受信時間Ｔ。

に所定時間プラスマイナスした時間Ｔ、±ＴＧの時間だ
けしか割込みを許可しない。つまり同図Ｂに示すように
２ＴＧの区間のみしか受信の割込みを許可しないように
する。このゲート時間山内に同図Ｃに示すような受波は
受付けられると、時間Ｔ、を得る。次の測定の時はＴ、
土ＴＧ、つまり同図りに示すように前回の受信時間Ｔ２
に所定の時間巾ＴＧをプラスマイナスした受付時間が設
定きれる。

次の回の測定で受波が何らかの原因で得られなかったと
すると、この時のゲートはＴ、±ＴＧ士ＴＥの時間巾を
設定しゲートを少し広げる。つまり同図Ｅに示すように
受付は時間を設定する。きらに次の回にも受波が得られ
ないとすると、同図Ｆに示すようにＴ、±ＴＧ±２ＴＥ
なる時間巾のゲートを設定する。

この時同図Ｇに示すようにゲート内に受波を得、時間Ｔ
、の計測時間を得ると、その次の回にはＴ、±ＴＧのゲ
ート設定する。つまり同図Ｈに示すように受付時間を設
定する。つまり割込許可時間を前の測定時の送信指令か
ら受波迄の時間を中心に設定することにより、この時間
以外にある不要信号を除去し、誤計測を防止することが
できる。なお、上記実施例では海底の深度を測定するデ
ジタル測深機を例に説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、超音波信号を送信し、その反射信号
を受信し、送信から受信までの時間より、本装置と反射
物体との距離を測定する距離測定装置に利用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば下記のような優れた
効果が得られる。

（１）マイクロコンピュータを用い、受信割込みにより
、送信から受信迄の時間を測定して距離を計測するよう
に構成するので装置のハード部分が小型化できる。

（２）また、ソフトウェアで前回受信した受信時間の前
後に定めにれた所定の時間巾にだけ受信割込みを許可す
る手段を設け、この割込みが許可きれた時間内に受信さ
れた受信信号で計測するので、不要な信号による誤計測
を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の距離測定装置の構成を示すブロック図
、第２図は本発明の距離測定装置のゲートの動作を説明
するための波形図、第３図は従来の距離測定装置の構成
を示すブロック図である。 図中、１・・・・送受波器、２・・・・水中、３・・・
・海底、４・・・・送受切替器、５・・・・増幅器、６
・・・・レベル検出器、７・・・・送信器、８・・・・
マイクロコンピュータ、９・・・・タイマー　１０・・
・・ＲＡＭ、１１・・・・ＲＯＭ、１２・・・・表示器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 制御部からの送信指令により、送信器から所定周波数の
   電気送信信号を送波器に出力し、超音波信号に変換して
   送出し、該超音波波信の反射信号を送波器で受波し電気
   信号に変換し、前記制御部にて送信から受信迄の時間に
   より、前記超音波波信を反射させた物体までの距離を計
   測する距離測定装置において、 前記制御部にマイクロコンピュータを用い、該マイクロ
   コンピュータに前回受信した受信時間の前後に定めた所
   定の時間巾にだけ受信割込みを許可する手段を設け、 該受信割込が許可された時間内に受信された受信信号に
   より、前記超音波波信を反射させた物体までの距離を計
   測することを特徴とする距離測定装置。